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液压机械变速箱闭式试验台设计(有cad图 中英文翻译).rar

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    编号:20181016173630187    类型:共享资源    大小:1.79MB    格式:RAR    上传时间:2018-10-16
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    液压 机械 变速箱 试验台 设计 cad 中英文 翻译
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    液压机械变速箱闭式试验台1液压机械变速箱闭式试验台设计摘 要随着汽车工业的迅猛发展,变速箱作为汽车的重要传动部件,其操作性、传动性与安全性日显重要,为了缩短汽车变速箱的开发周期,降低研发成本,本论文以河南科技大学研发的 1302R_HMT 系统为基础,对液压机械变速箱的检测项目及检测方法进行了研究,设计和研发了“汽车变速箱性能检测系统” 。本论文由以下几个部分组成:1.系统的组成试验台由直流电动机提供动力,利用快速安装机构定位、安装被测试的HMT;选 NJ 型转矩传感器作为力矩检测装置,选用直流发电机为加载装置,然后根据 HMT 的动力输出与加载装置的工作需求设计升速箱。2.信号采集与处理利用本校车动学院开发的 PCM3132 数据采集系统采集 HMT 的输入、输出转矩、转矩、油压、流量、温度等参数,为试验提供参考数据。通过 A/D 转换,由计算机屏幕显示。根据以上分析,综合现有控制方案的特点的基础上给出了一种新型的变速箱试验台控制方案——直流电封闭机械传动试验台,并深入分析了其组成和工作原理,给出了硬件结构图和工作原理图,在此基础上根据模拟加载技术的要求提出了实现模拟加载功能的技术方案,对其中的一些关键环节进行了技术分析。该试验台实用性强,具有很高的推广价值。关键词:功率封闭,电加载,变速箱,能量反馈液压机械变速箱闭式试验台2THE DESIGN OF THE DYNAMIC SIMULATIONBENCH FOR TRACTOR HYDRAULICMECHANICAL TRANSMISSIONABSTRACTWith the rapid development of motorcar industries, the performance of gearbox is becoming more and more important. In order to shorten the development period of automatic transmissions of motorcar and reduce the research cost, this paper regards the HMT dynamic system of 1302R of Henan University of Science and Technology as the research background, and carried on a research about the test item and the method, then developed a test system for the performance of HMT. This article consists of several components below:First, we introduce the system’s structure in general: the tester’s energy is provided by the direct current motive, making use of the quickly install equipment of fixed the position of HMT; choosing the NJ type’s torque equipment to test the torque, choosing the direct current generator as an add device, then design a gearbox according to the output power of the HMT.Second, using the PCM3132 detecting the system’s oil pressure, controlling oil pressure, cooling flow or discharge etc, all these above parameters will contribute to diagnose the HMT. These signals can be output to the screen and displayed through an A/D change.This paper introduces the components and working principle of the DC-power closed mechanical drive tester, on the basis of which the analog loading scheme of the DC power closed tester is presented an implemented, according to the requirement of analog loading technology. Some of the key links are described carefully. This test bench is useful and valuable to popularize.KEY WORDS: Power closed, Electronically loading, Transmission, Energy return目 录液压机械变速箱闭式试验台3摘要 ┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅Ⅰ—ⅠAbstract ┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅Ⅱ—Ⅱ前言 ┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅3第一章 概 述┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅4§1.1 设计(或研究)的依据或意义┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅4§1.2 国内外同类设计(或同类研究)的概况 ┅┅┅┅4§1.3 课题设计(或研究)的内容 ┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅5第二章 液压机械无级变速箱的结构原理及功用 ┅┅┅6§2.1 液压机械变速箱的传动原理及其功用………………6§2.2 液压机械变速箱的结构原理图…………………………7第三章 变速箱试验台设计方案研究 ┅┅┅┅┅┅┅┅8§3.1 试验台方案的确定 ………………………………………8§3.2 试验台的组成及其基本功能 ………………………10§3.3 试验台工作原理与 HMT 性能参数的测定 ………11§3.4 动力输入(电动机) 的计算与选择…………………12§3.5 联轴器的计算与设计 …………………………………15§3.6 变速箱快速安装机构设计 ……………………………18§3.7 传动机构的计算与设计…………………………………19§3.8 加载装置(发电机)的计算与选择 ………………20§3.9 试验台所用传感器的选择………………………………20第四章 升速箱的计算与设计┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅23§4.1 升速箱的概述…………………………………………………23§4.2 齿轮组的设计与校核 ………………………………………24液压机械变速箱闭式试验台4§4.3 轴的设计与校核 ……………………………………………29§4.4 轴承的计算与选择……………………………………………29§4.5 键的计算与选择 ……………………………………………30§4.6 同步器的设计 …………………………………………………31设计总结┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅33§1.1 本次设计主要工作 ………………………………………33§1.2 本次设计创新点………………………………………………33参考文献 ┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅34致谢 ┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅35附录 ┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅36液压机械变速箱闭式试验台5前 言车辆传动试验台是对车辆传动系的主要传动部件和装置变速器、差速与转向部件等进行综合性能测试的试验设备。通过试验来检验传动装置设计的合理性,加工、制造、装配和调试的工艺性。对试验结果的深入分析有助于了解和评定传动部件和装置的综合机械性能,同时也为工程设计人员提供实践的参考资料和设计依据。随着车辆传动系向高速比、大功率、低噪声等方向的飞速发展,人们对于车辆传动系的性能提出了更高的要求,因此,对传动试验台的深入研究具有重要的实际应用意义。国外较早地开始了这方面的研究,如除美国 Gleason 公司在五十年代就设计出的用轮系作为加载系统的传动试验台的方案之外,比较著名的还有美国国家航空航天局(NASA)下属的 Lewis 研究中心、前苏联中央机械制造与设计研究院、美国通用动力公司、德国 RENK 公司、日本明电舍动力公司、日本丰田汽车公司、美国伊利诺斯大学机械工程系、法国 Skoda 公司等。从试验台方案的设计到最终的样品制造他们都进行了大量的研究工作,形成了系列化的设计模式。与国外相比,国内对于传动试验台的研究起步相对较晚。研究工作始于八十年代初期。国内较早从事这方面研究工作的主要单位有北京理工大学、重庆大学、郑州机械研究所、长春汽车研究所、西安重型机械研究所、西安理工大学、合肥工业大学、四川工业学院、西安减速机厂、西安公路交通大学等单位。他们先后建立起了各种形式的传动试验台,这些试验台的建立从理论上和实践上都取得了很大的进步,积累了丰富的经验,代表着我国机械传动试验设备的发展水平。本次设计试验台属于传动系试验台的一部分,它能实现 200KW 以内的液压机械变速箱(HMT)的试验,可以完成国家和汽车行业规定的变速箱各项性能参数的测量与检测,在此设计论文中将采用电动机为此系统提供输入功率的源动力,相应负载装置采用发电机;自行设计升速柜来稳定发电机转速使其处于一直工作状态;采用“直流发电、直流能量反馈”的封闭式变速器加载试验台方案;采用电子技术和现代控制理论来实现试验过程的自动控制;采用本校车辆研究所开发PCM-3132 测量系统来实现数据的自动采集。第一章 概 述液压机械变速箱闭式试验台61.1 设计(或研究)的依据与意义一、汽车变速器系统综合试验台研究的依据汽车变速器系统综合试验台的研究必须满足国家及行业对汽车变速器性能试验的要求,其依据的标准主要有:a.QCT568-1999 汽车机械变速器台架试验方法b.QCT29110-1993 汽车变速器分动器总成及其齿轮质量分等二、本次设计(或研究)液压机械无级变速箱试验台的意义进入 21 世纪以来,随着高新技术的应用和电子信息技术的渗透, 世界拖拉机产品的十大技术发展亮点之一:全动力换挡变速箱将作为拖拉机的标准装备,液压无级传动系得到广泛应用。参照中华人民共和国汽车行业标准,以及机械液压双功率流转向装置的特点,为从事开发、试验研究等必须对变速箱完成性能测试试验,故迫切需要设计一套操纵简单,成本低廉,有一定自动化程度的试验台系统。变速箱试验台是对变速器进行综合性能测试的试验设备。通过试验来检验变速箱设计的合理性,加工、制造、装配和调试的工艺性。对试验结果的深入分析有助于了解和评定变速箱的综合机械性能,同时也为工程设计人员提供实践的参考资料和设计依据。因此,对变速箱试验台的深入研究具有重要的实际应用意义。同时,变速箱试验台的研究发对变速箱生产厂商更加重要。厂商必须在变速箱总装完成之后进行性能检验,以避免在用户使用中出现质量问题。这样可有效控制产品质量,减少售后服务的工作量,节约资金,降低成本,提高产品的市场信誉度。采用加载试验台作为变速箱的性能检验设备,更接近变速箱的实际使用工况,在国外早已普遍应用,近些年来我国的部分生产厂商也开始使用加载试验台对变速箱进行检验。因此,结合本次毕业设计开发了一套性能良好的检测设备----液压机械无级变速器(HMT)电加载试验台。1.2 国内外同类设计(或同类研究)的概况综述目前,国内外变速箱试验台测试系统大多是针对机械式、AT 等变速箱,采用传统机械式的机械封闭式机械传动试验台、电机组实现回馈的变速箱试验台、变频器实现能量回馈的变速箱试验台等测试系统。 近年来,国内对车辆变速箱试验台的研发取得了长足的进步,但也还存在着液压机械变速箱闭式试验台7一些不足,主要集中在以下方面:首先,对试验台的动态性能研究不足,变速器试验台自动化程度低、人机界面不友好、测试过程依赖于测试者的经验;其次,对计算机的应用主要集中在对试验系统进行监测、控制、信号采集与数据处理、模拟加载等方面,但试验台的自动化程度、测试精度有待提高;再次,检测手段落后,检测效率低,不能满足生产、研发需要;最后,国内对液压机械无级变速器(HMT)发电机加载试验台的研发较少。1.3 本次课题设计(或研究)的内容① 完成液压机械变速箱闭式试验台总体布置设计;② 完成对新型变速箱(HMT)的性能试验;③ 试验台吸收功率:200KW,转速 200---3000 转/分;④ 对液压机械变速箱闭式试验台的试验原理进行设计,选择发电机为功率吸收装置和其他组件;设计或选择变速装置;⑤ 数据采集系统和处理用本校车辆研究所开发的数据采集系统。第二章 液压机械无级变速箱的结构原理及功用2.1 液压机械变速箱的传动原理及其功用液压机械变速箱闭式试验台8一、液压机械变速箱的传动原理:液压机械无级变速传动以液压机械式无级自动变速器(HMT)为主,主要由多档自动变速器、液压变量泵和定量马达构成的液压变速装置、将机械和液压动力合成的行星齿轮机构三部分构成。液压机械传动是一种液压功率流与机械功率流并联的新型传动形式,通过机械传动实现传动高效率,通过液压传动与机械传动相结合实现机械传动无级变速。二、液压机械变速箱的功用:与传统的机械式变速器相比,液压机械式无级自动变速器有以下特点:①能自动适应负荷和行驶阻力的变化,实现无级调速,保证发动机工作在最佳工作点,有利于提高其动力性、燃油经济性和工作效率。②以液体为传力介质,使传动系动载大为减轻,易防止超载和发动机熄火,可大大提高有关零部件的寿命,对工作条件恶劣的农业机械和工程机械尤为重要。③行驶平稳,能吸收衰减振动、冲击和噪声,提高乘坐舒适性。④能以很低的车速稳定行驶,可提高坏路上的通过性和低速作业质量。⑤操作轻便,便于实现换档自动化,降低驾驶员劳动强度。⑥体积小,重量轻,惯性小,结构紧凑,节省材料,易于布置。国外实际试验资料表明:装备无级自动变速器的拖拉机的作业性能显著提高,不仅能降低操作强度,提高车辆作业速度,改善作业质量,而且可以大幅度提高拖拉机的动力性和燃油经济性,统计对比数据表明生产效率提高 12~16%,燃油消耗率降低 8~10%,具有明显经济性,并减少了排放。其中根据日本小松公司的相关资料表明:液压机械传动与液力机械传动相比,转载作业量最大可提高 30% ,燃料经济性最大可提高 25% 。2.2 液压机械变速箱的结构原理图液压机械变速箱闭式试验台9液压机械变速箱闭式试验台10第三部分 变速箱试验台设计方案研究3.1 试验台方案的确定试验台可以根据是否具有功率流的反馈分为开放式、封闭式两种试验台。下面就这两种试验台进行比较:一、开放式试验台是由主电动机拖动传动装置再带动加载装置工作,虽然系统结构简单,但是系统输入的试验功率几乎全部被加载装置消耗,耗能大,不宜进行大功率加载试验,决定采用能量回送的封闭式方案。二、封闭功率流式试验台是一种在室内评定机械传动元件及其系统性能的试验设备,主要作用:①确定耐久性和研究各种因素(例如,设计因素、制造因素、材料、润滑条件等)对耐久性的影响;②确定传动效率和研究各因素(例如,负荷、转速、润滑条件等)对传动效率的影响。封闭功率流式试验台除了具有开放功率流式的优点外,还具有节能的优点,节能效果可达 50%左右,因而它适用于较大功率的被试装置进行长期的运转试验。封闭式试验台可分为机械封闭式和电封闭式试验台两大类。1.机械封闭式试验台是通过系统中各齿轮之间产生啮合力,使得机械功率得到循环利用,达到节能目的(图 1),但结构复杂,传动效率低,能量损耗大,且力矩不易控制。 (图 3-1-1 机械封闭式机械传动试验台结构图)2.电封闭式加载试验台,是由电动机或电机组作为源动力带动传动装置,再带动发电机或发电机组工作,通过产生电磁制动转矩进行加载,并将发出的电能回送电网形成封闭系统,达到节能的目的。通常为以下二种形式:⑴ 采用“直流电动机 +直流发电机+直流电动机+交流发电机”方式驱动变速箱,并将作为机械负载的交流发电机发出的电能反馈电网,以达到能量回馈的目的(图 3-1-2)。但机组多导致系统效率低,致使能量利用率降低,能量回收效益差、初始投资昂贵、占地面积大等。
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